Regionale Klimamodellierung Mit Methoden der regionalen Klimamodellierung werden globale Klimadaten für einzelne Regionen räumlich verfeinert.

Was können regionale Klimasystemmodelle?

Klimawandel und Klimavariabilität können nicht allein durch Betrachtung atmosphärischer Prozesse erklärt und beschrieben werden, sondern sind zu einem großen Teil durch Wechselwirkungen der Atmosphäre mit weiteren Komponenten des Klimasystems beeinflusst.

Auf globaler Skala sind es zum Beispiel ozeanische Prozesse, die einen beträchtlichen Einfluss auf Veränderungen und Variabilitäten von Klimaparametern ausüben. Diese zentrale Bedeutung des Ozeans im Klimasystem spiegelt sich in der zunehmenden Zahl gekoppelter globaler Atmosphären-Ozean-Zirkulationsmodelle (AOGCMs) wider.

Eine weitere wichtige Komponente ist die Biosphäre. Sie beeinflusst atmosphärische Prozesse einerseits auf dem direkten physikalischen Weg über ihre spezifischen Oberflächeneigenschaften und spielt andererseits eine zentrale Rolle für globale Stoffkreisläufe, insbesondere den Kohlenstoffkreislauf. Die neueste Generation globaler Erdsystemmodelle versucht, diese wichtigen biosphärischen Einflüsse zu erfassen.

Erdsystem-Schema © M. O. Andreae & J. Marotzke, 2005

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Eine interessante Entwicklung der letzten Jahre ist die interaktive Kopplung regionaler Atmosphärenmodelle mit Modellen des Ozeans, der Kryosphäre und der Biosphäre zu regionalen Klimasystemmodellen. Für regionale Klimaprojektionen wurden bislang hauptsächlich ungekoppelte regionale Klimamodelle verwendet. Diese berücksichtigen die großskaligen Wechselwirkungen zwischen den Komponenten des Klimasystems nur indirekt über die Ergebnisse der globalen Erdsystemmodelle, die dem Regionalmodell am Rand des Modellgebietsausschnittes während der Simulation vorgegeben werden.

Eine Ausnahme bilden Landoberflächenprozesse, die in allen regionalen Klimamodellen mehr oder weniger detailliert beschrieben werden und bis zu einem gewissen Grad interaktiv an atmosphärische Prozesse gekoppelt sind.

Um die Eigenschaften und Prozesse der Komponenten des Klimasystems und ihre Wechselwirkungen untereinander detaillierter zu erfassen, werden sie Schritt für Schritt in regionale Klimamodelle integriert. Damit können Wechselwirkungen auf regionaler Skala interaktiv und physikalisch konsistent erfasst werden. Im Folgenden wird eine Auswahl laufender Aktivitäten auf diesem Gebiet vorgestellt.